保護渣是連鑄生產中重要的輔助材料。伴隨著中國煉鋼連鑄技術的發展，保護渣技術也得到了不斷的進步。但在目前鋼市競爭激烈的背景下，連鑄正以專業化、恆拉速、高質量、多品種等特徵進行全面的技術提升。中國的保護渣技術能否滿足連鑄技術全面提升的需要，這是連鑄生產廠和保護渣研究者、製造商都普遍關心的問題。
基本介紹
- 中文名：保護渣
- 外文名：Protecting slag
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 套用：連鑄生產
- 範圍：輔助材料
材料介紹,作用,工藝條件匹配,技術現狀,套用情況,典型功能研究,發展中的問題,選擇和評價,發展建議,總結,
材料介紹
保護渣是連鑄生產中重要的輔助材料。伴隨著中國煉鋼連鑄技術的發展，保護渣技術也得到了不斷的進步。但在目前鋼市競爭激烈的背景下，連鑄正以專業化、恆拉速、高質量、多品種等特徵進行全面的技術提升。中國的保護渣技術能否滿足連鑄技術全面提升的需要，這是連鑄生產廠和保護渣研究者、製造商都普遍關心的問題。中國連鑄保護渣技術的優勢是什麼、制約產品質量穩定提高和技術發展的環節在哪裡、面對複雜的品種和連鑄工藝以及眾多保護渣供應商連鑄生產廠又該如何選擇保護渣。
連鑄生產要實現優質高效，甚至實現無缺陷坯的熱送熱裝，正確選擇和使用保護渣是非常必要的。但最基本的問題，還得首先弄明白保護渣的作用，以及在紛繁複雜的品種和連鑄工藝條件下，如何來保證保護渣功能的正常發揮。
作用
連鑄保護渣澆注技術自20 世紀60 年代問世以來，依次經歷了60 年代的初步探索，70 年代的迅速成形，80 年代的技術拓展，90 年代的理論成熟，逐步進入了21 世紀的精準化、系列化時代。連鑄保護渣的套用促使連鑄鋼品種、連鑄斷面種類、連鑄坯質量以及連鑄生產率得以大幅度的擴展和提高，因而早已成為不可或缺的冶金輔助材料。
加入結晶器鋼液面的保護渣，在鋼水釋放的熱量作用下，逐漸升溫並發生燒結、熔化，在結晶器鋼液面上形成雙層、3 層或多層的渣層結構。由於鑄坯以一定的拉坯速度向下運動以及結晶器上下振動，產生負滑脫運動，產生壓差將熔渣吸入結晶器和坯殼之間，在結晶器壁的冷卻下，靠結晶器壁側凝固形成玻璃體或結晶體的固態渣膜，靠坯殼一側維持液渣的狀態。隨著結晶器振動和拉坯的進行，液渣和固渣膜被帶出結晶器下口，在二冷水衝擊作用下與鑄坯分離，由此完成保護渣的消耗過程。保護渣從加入到離開結晶器這一過程中所發揮的作用可歸結為：
（1）防止鋼液二次氧化
中間包注流進入結晶器，由於注流的衝擊作用，使結晶器內金屬表面不斷更新。當保護渣加入到結晶器內鋼液面時迅速形成液渣層、燒結層和固渣層，並均勻地鋪展在鋼液面上使之與空氣隔絕，從而有效地阻止空氣進入到鋼液中，防止鋼液二次氧化。
（2）絕熱保溫減少鋼液熱損失
鋼液表面的凝固和彎月面初生坯殼的提前凝固對鑄坯表面將產生不良的影響。因為鋼液中的上浮夾雜物有可能被凝固的鐵的結晶體捕集，形成一個有金屬和氧化物組成的硬殼結構，它被捲入坯殼後能造成嚴重的缺陷。渣的保溫作用通過覆蓋在鋼液面上的具有溫度低、體積密度小的固渣層來實現。因此適當增加固渣層的厚度，可以提高渣的絕熱保溫性能，並使液渣層的溫度升高。但過厚的固渣層會延長保護渣在高溫下的燒結時間，導致結團和渣條嚴重危害連鑄生產的風險。
（3）吸收和溶解非金屬夾雜物
進入結晶器的鋼液不可避免地帶入非金屬夾雜物，此外結晶器內鑄坯液相穴內上浮到鋼液彎月面的夾雜物有可能被捲入坯殼形成表面和皮下夾雜缺陷。從熱力學的觀點來看，矽酸鹽渣系能吸收和溶解此類非金屬夾雜物，但其溶解速度受到許多因素的影響。在大力實施經濟潔淨鋼生產模式下，鋼水中夾雜雖然減少，但進入保護渣後對熔渣性能有影響，希望保護渣的性能變化要控制在連鑄工藝許可範圍之內。
（4）在結晶器壁和坯殼之間起潤滑作用
凝固的坯殼與結晶器銅壁之間需要一層性狀合適、厚度均勻的液渣來減小固—固摩擦力。鋼液面上的液渣層源源不斷地為坯殼和結晶器壁間提供潤滑劑。為了保證液渣不斷供給，彎月面處必須保持通暢，而且為了使潤滑作用充分發揮，液渣要具有玻璃態的性能，液渣內不應有高熔點晶體析出。澆鑄時鑄坯的向下運動和結晶器的振動使液渣在結晶器壁和坯殼之間形成渣膜，為減小摩擦力，必須保持一定的液渣消耗。
（5）改善和控制鑄坯與結晶器之間的傳熱
資料表明，空氣的導熱係數約為0.09 W/(m·K),而渣膜約為1.2 W/(m·K)。坯殼在凝固過程中由於體積收縮而使其與結晶器之間產生氣隙，從而熱阻增加，使得結晶器中下部傳熱減慢，不利於坯殼厚度的快速增加而提高拉速以提高生產率。但另一方面，在彎月面區域氣隙非常小，渣膜傳熱能力太強，初生坯殼受到的不均勻冷卻作用大而厚度變得不均勻，加上因流場和溫度場的不均勻導致初生坯殼厚度不均勻性更強，並且因包晶反應等造成的組織應力，可能在鑄坯表面和皮下產生裂紋。特別是對於軋制中厚板的鑄坯，即使是未暴露的鑄坯皮下裂紋，在軋制厚規格鋼板時也容易殘留在鋼板上，導致清理量大甚至報廢率高；而厚板坯生產因斷面大彎月面容易出現低溫區，又容易發生粘結。所以如何有效協調控制彎月面區域的傳熱和保證對鑄坯的潤滑是一項非常迫切解決的問題。但國內外在該方面的控制技術此前仍難於滿足穩定生產的需要。
要保證連鑄工藝順行和生產無缺陷鑄坯，除了要協調發揮保護渣自身功能外，控制好連鑄工藝條件也同樣重要。
工藝條件匹配
保護渣在使用過程中要與鋼水接觸，保護渣的消耗受結晶器振動形式和參數的影響，結晶器內的傳熱不僅與保護渣相關，還與鋼水流場與溫度場，結晶器材質、錐度、水縫結構參數和冷卻水流場及溫度密切相關。為了充分發揮結晶器的心臟功能，保護渣和連鑄工藝必須協調匹配，協同作用。
1.鋼水成分
鋼水成分與保護渣功能的正常發揮或者與合理選擇保護渣關係密切，也是設計和選擇保護渣需要考慮的首要因素，主要體現在兩個方面：
（1）鋼水成分與保護渣組分之間的強化學反應作用。
例如，澆鑄鋁、鈦、稀土等合金元素含量高的鋼，渣中SiO2、Na2O、Al2O3、MnO等許多組分都可能被還原，隨澆鑄進行這些組分大幅度減少，造成保護渣性能急劇惡化，為避免漏鋼事故澆鑄被迫中斷。在生產高鋁TWIP 鋼、20Mn23AlV，高溫凝固相為奧氏體相，更容易漏鋼。又如，採用氧化性（含大量Fe2O3）的開澆渣澆鑄酸溶鋁較高的優質薄材或面板用鋼，以及過程渣含有MnO，這時即使使用表面張力較高的熔渣，但因渣中組分易與鋼水發生化學作用，界面張力大幅度降低，也不利於渣鋼的分離。
（2）鋼水成分決定了鋼的高溫凝固特性。
由於成分不同，鋼的高溫凝固及收縮特性、高溫力學性能差異較大，而管式結晶器和板坯的寬面側結晶器錐度通常在生產過程中基本固定，難於隨鋼種動態調整，結晶器冷卻水參數在澆鑄過程在也基本固定。所以，要改變彎月面區域的傳熱和對鑄坯的潤滑以實現無缺陷坯的生產，在最佳化鋼水流場和結晶器參數後，只有通過改變加入的保護渣成分及性能來實現。由於保護渣在結晶器內熔化並保持一定的液渣存儲量，加入到結晶器的保護渣發揮作用始終有一個滯後時間。特別是當同一牌號的鋼種各爐之間成分波動較大時，同一個保護渣就很難適應鋼水成分大幅度的波動。如果生產中忽視了鋼成分波動對鋼的凝固特性帶來的巨大差異，在使用同一個保護渣（大生產中基本這樣，不可能在澆鑄過程隨時和反覆換渣）時，就可能導致各爐之間鑄坯質量和生產順行情況差異很大，難於實現穩定的恆速操作。
2.鋼水潔淨度
除滿足潔淨鋼基本要求外，鋼水潔淨度對保護渣正常發揮其冶金功能也有重要影響。其一，鋼水中夾雜物進入保護渣將改變熔渣成分，這要求設計保護渣時要充分考慮熔渣吸收夾雜後性能穩定，但是，對澆鑄包晶鋼的高結晶性保護渣，其結晶性能受成分波動影響非常大，目前允許連鑄過程中Al2O3增量不超過3%，同樣對於高碳鋼等容易粘結的鋼種要求保護渣穩定的黏度溫度特性，夾雜進入渣中對這些性能影響也非常大。另外，在採用BOF-RH-CC生產含較高酸溶鋁的低碳或超低碳鋼工藝中，鋼水中Al2O3容易堵塞水口外，大量進入保護渣還容易導致粘結和漏鋼；在易切非調質鋼生產中Al2O3、CaS、鋁鎂尖晶石也容易堵塞水口。為避免水口堵塞，生產中常採用加大水口吹氬量的措施。
生產中常使用鋼水可澆性來表征鋼水潔淨度對澆鑄的影響，可採用塞棒開口度來表示鋼水可澆性。某鋼廠將可澆性分為三級，一級表示吹氬量小、水口碗部及內壁無粘附物堵塞，不影響恆拉速操作和鑄坯質量；二級表示塞棒有所上漲，將吹氬量從5～8 L/min 提升到10～15 L/min 後，不影響拉速，但要加強結晶器液面檢控，包晶鋼鑄坯表面容易出現細小縱裂紋，同時向精煉工序報警；三級表示吹氬量達到近20 L/min 時液面仍不太活躍，或流股跟不上拉速，這種情況工藝要求必須停澆，否則極容易發生低碳和超低碳鋼鑄坯夾雜超標，包晶鋼發生較大的表面縱裂，中碳鋼容易發生粘結漏鋼。
3.浸入式水口及結晶器鋼液流場
對不同的鋼種，彎月面區域的凝固特性不同，要求的溫度場有所差異，因此結晶器流場控制的著力點是不同的。另外，在沒有電磁滯動設備條件下，還要避免過分活躍液面帶來的卷渣問題。有關結晶器流場的研究非常多，也比較完善，本文不再贅述。作為有利保護渣熔化和均勻流入的流場條件，是希望保持渣金界面比較活躍但不發生翻卷或卷渣(是否卷渣主要通過水模觀察和鑄坯、軋材取樣測試)，可通過改變水口結構參數、插入深度和吹氬量等操作參數進行微調。
4.結晶器振動
保護渣發揮的作用，除取決於其自身性能外，工藝上就直接受控於拉速和結晶器振動，即鑄坯的相對運動。有關結晶器振動已有許多專著，實際生產過程中需要將鋼種、保護渣和結晶器振動模式及參數進行綜合考慮。比如為了避免含Nb、V、Ti 的包晶鋼鑄坯表面縱裂紋，需要採用高結晶性能的保護渣，這類保護渣一般黏度很低，為避免邊角部深振痕（容易誘發角部橫裂紋），需要減小負滑脫時間，為了保證消耗量又要適當延長正滑脫時間。從實際生產中還發現，在同一鋼廠，為了減少保護渣種類便於生產管理，對同鋼種但斷面、拉速跨度有差異而不是非常大的不同工況，可以通過調整結晶器振動參數對保護渣消耗量進行微調，可實現不同工況下保護渣耗量和鑄坯表面質量均達到最佳化控制的目標。
總之，正確認識連鑄工藝特點、準確把握保護渣理論及技術、保護渣生產穩定控制，是實現無缺陷鑄坯生產的前提條件。
技術現狀
中國連鑄保護渣技術發展基本上與連鑄技術的發展同步，從20 世紀60～70 年代的西南和上海連鑄攻關開始，後經過六五、七五、八五攻關、連鑄高效化攻關、薄板坯連鑄攻關、國家自然科學基金委資助、少數大型鋼鐵企業資助等研究，開展了大量的保護渣基礎理論及套用研究，形成了以自身特色為主的連鑄保護渣技術生產體系。從近15 年來國外核心期刊發表的含有保護渣標題的文獻來看，國外核心期刊（SCI、EI）文獻共203 篇，國核心心期刊文獻共705篇。2008 年以後，國內學者在國外核心期刊發表保護渣相關文章數量接近甚至趕超國外學者所發表的數量，這從一定程度上說明國內保護渣的研究活躍程度逐漸趨近甚至超過國外，水平不斷提高。中國保護渣生產技術總體上能滿足連鑄生產需求，特別是近幾年，中國在包晶鋼、高鋁鋼等保護渣的理論研究和套用技術方面都取得了較明顯的效果，實物產品使用效果已超過進口產品。但是，中國保護渣的生產規模化程度低，企業研發投入意識和投入力度都很弱，仍熱衷於分析解剖等初級被動發展模式，若不引起充分重視，今後一些優質品種鋼或特殊鋼的連鑄生產將受到不利的影響。
套用情況
從鋼廠用戶角度來看，近年來許多國營大型鋼鐵企業和合金鋼生產企業，建立了保護渣系列化及標準，但對保護渣成分性能監控能力較弱，各企業主要通過實際使用事後判斷；在某些鋼鐵企業，對正常發揮保護渣功能的連鑄工藝條件重視不夠，加上保護渣質量波動，難於實現無清理鑄坯的生產；近兩年很多鋼廠開始重視，情況有所好轉。另外，對鋼的凝固收縮特性和高溫力學性能、可澆性、流場、結晶器振動等連鑄工藝與保護渣的匹配關係研究不很深入，不利於連鑄新產品開發和規模化穩定生產。最突出的問題是，連鑄生產廠在進行上述技術進步研發過程中，保護渣生產企業往往置身事外，對如何滿足連鑄生產需求難於提出原創性的保護渣解決方案。
在品種和市場匹配方面，2003 年以前，不鏽鋼、薄板坯連鑄保護渣大部分依賴進口，其餘品種產能和質量滿足需要；2003～2009 年，不鏽鋼板坯渣主要進口，其餘國內企業和在中國的外資企業生產，基本滿足生產需要；2010 年至今，普通產品已完全能國內供給，還有不少出口。但產能已遠遠過剩，無論外資還是國內企業，保護渣品種方面適應鋼廠新品種、高質量要求已感到吃力，拖連鑄後腿。這與鋼企市場壓力大，加快品種開發提高質量反映迅速、但保護渣企業反應遲緩和滯後有關。
中國保護渣生產量以國內企業為主，但也有不少外資或合資企業。2013 年保護渣國內生產使用約38 萬t，其中從國外進口約0.5 萬t，國內企業出口約1.0 萬t，外資在中國企業產銷約4.0 萬t，國內企業約33.0 萬t；國內企業產銷量占85%～90%（另外國內出口預熔料約8.0 萬t，不計入國內產量）。保護渣企業約70～80 家，儘管產能遠大於銷量，但規模化集中度低，面向國內市場產銷量在1.0 萬t 以上企業約12 家2 萬t 以上約5～7 家，5 萬t 以上約3 家。從市場來看，國外或外資企業保護渣價格比國內企業保護渣價格略高，但都面臨著鋼廠降本降價和貨款嚴重被拖欠造成的資金短缺制約發展的問題。
從產品質量和市場技術服務來看，國外投資企業配方技術、現場服務技術、生產技術及管理主要來源於國外對應企業，有利於穩定產品質量，這是目前外資保護渣在市場上具有質量和價格優勢的原因；但是，對鋼廠的現場技術服務節奏慢，難於滿足鋼廠新品新工藝開發的需要；國內企業因認識問題，重銷售手段、輕研發。配方技術主要源於經驗積累和解剖分析，新產品開發能力幾乎很弱，部分企業與高校院所合作主要立足廣告效應。盈利後大部分將資金轉投到其他行業，幾個大的保護渣廠技術研發投入不到銷售額的0.5%。國內保護渣企業技術人員對煉鋼連鑄認識不深入，導致保護渣與連鑄工藝成功匹配速度慢、效率低。這將導致國內保護渣企業產品與目前連鑄行業高標準需求差距不斷加大。
總體上，中國連鑄保護渣可滿足連鑄生產的基本要求，即能澆鋼、少漏鋼，但要實現無缺陷鑄坯的規模化穩定生產，除煉鋼連鑄工藝需進一步匹配最佳化外，保護渣原材料體系、生產設備工藝的最佳化及穩定化、保護渣檢測及模擬方法等方面還需開展大量工作。
典型功能研究
連鑄保護渣與鋼水之間的反應及物質傳遞（如增碳或避免增碳）、與鋼水流場的作用發生的分離和捲入、與鋼水中上浮夾雜物的作用及性能變化、對彎月面區域的傳熱與潤滑、對結晶器中下部的傳熱與潤滑、同鑄坯的粘附與剝離、渣中元素向空氣中的揮發及向二冷水中的溶解，以及鋼水潔淨度、拉速和結晶器振動參數、斷面形狀和大小造成的鋼水流場和坯殼傳熱的差異，等等諸多因素，就決定了實際生產中使用的保護渣品種的多樣化。要做到保護渣的選擇、開發和使用有章可循，關鍵還在於如何結合連鑄工藝特點正確理解和發揮保護渣的各項功能。
1.鋼水包晶反應及凝固收縮特性的預測
過去常將w([C]) =0.08%～0.15%的鋼稱作亞包晶鋼，國內外大量研究表明在該成分範圍因初生鐵素體δ相向奧氏體γ相轉變時發生較大的體積收縮引起較大的組織應力，坯殼高溫強度也低，極容易發生鑄坯表面縱裂紋缺陷。如Q235、09CuPCrNi、X52、510L 等許多鋼種。M.Wolf, K.C.Mills 以及日本學者等許多研究者都對鋼水凝固過程在什麼成分條件下最容易發生包晶反應進行了預測，但經過實踐檢驗發現偏差較大，並且隨著一些鋼中Mn、Al、Ti、Cr 等元素含量大幅度升高，過去的預測關係已明顯與實際不符。不能準確預測包晶反應及其嚴重程度，就難於制定相應的結晶器錐度、冷卻制度，更無法正確地選擇保護渣。採用以相圖計算為基礎，考慮凝固偏析和冷卻速度（如常規板坯與薄板坯的差異），建立了鋼水凝固過程收縮預測模型，並經過不同鋼廠3 萬多爐的數據檢驗，已能較準確地預測普通低合金鋼和大部分高合金鋼的包晶凝固收縮情況，並提出了便於實際生產使用的裂紋敏感指數Rv ，用於指導成分的微調與控制。目前，米塔爾已將類似的方法納入鋼種設計。
2.保護渣與鋼水反應性的控制
近年來在澆鑄高鋁TRIP、TWIP、20Mn23AlV、鐵鉻鋁及一些高鈦、高稀土含量鋼時，由於保護渣中(SiO2)等組分被大量還原，造成澆鑄過程保護渣性能迅速惡化，一般在開澆後30～40 min時結晶器內就出現大的渣團渣條，鑄坯表面質量差，還容易漏鋼。即使使用進口保護渣，這種狀況也無多大改觀。國內某鋼廠從模鑄法轉連鑄生產20Mn23AlV，進行了6 年多試驗，未取得明顯效果。
3.吸收夾雜和避免卷渣
在澆鑄超低碳和低碳鋼時，過去均強調採用鹼度較低、黏度較低的保護渣以實現對鑄坯的充分潤滑和促進坯殼的傳熱加快凝固，以便提高拉速增加產量，但是帶來的問題是鑄坯夾渣缺陷突出，在生產優質冷軋薄材時成為主要缺陷。為解決該問題，連鑄工藝上採用了高潔淨化生產技術、結晶器流場電磁控制技術、高過熱度澆鑄技術等措施。其實，保護渣技術也需要進行相應的改進思考，主要體現在：
1) 高潔淨度生產技術使用後，鋼水夾雜已很低，不再需要通過採用傳統的低黏度路線大量吸收夾雜。
2) 為減少卷渣，在將各種卷渣形式（如衝擊、渦旋、乳化等）的流場因素控制在安全範圍之後，提高保護渣黏度效果明顯。但是黏度升高后，消耗量降低帶來潤滑方面的風險，這就需要通過結晶器的振動進行調節，採用非正弦振動適當增加正滑脫時間，有利於減輕振痕和提高保護渣消耗量。
3) 經生產現場取樣調查發現卷渣大多在從鑄坯表面到皮下30～40 mm範圍，因此單純靠鑄坯扒皮還不能完全解決問題。而提高彎月面區域溫度，減薄初生坯殼厚度，及避免鉤狀彎月面對夾渣的捕集效果突出。除提高鋼水過熱度外，需要適當提高保護渣鹼度等結晶性能指標，減弱彎月面區域的傳熱也同樣具有良好效果。傳熱減弱可能使坯殼變薄，但現在採用密排輥技術，對出結晶器的坯殼起到了均勻有效的支撐，所以高拉速並沒受到嚴重的制約。
4）提高鋼渣界面張力對減小卷渣有利，目前許多企業已開發出高表面張力保護渣。但需要注意的是，只有較高的界面張力對減少卷渣有作用，提高表面張力的同時還需要降低鋼渣界面的反應性（即減少鋼水與保護渣組分的反應），如較高含量的(SiO 2)、(MnO)與鋼水中的[Al]容易反應，這時儘管原渣表面張力高，但界面張力可能仍然較低。
4.結晶器內渣膜傳熱與潤滑矛盾的協調
從20 世紀90 年代初開始，保護渣研究者就認為結晶器內潤滑鑄坯以避免粘結和漏鋼及控制傳熱以避免包晶鋼等鑄坯出現表面縱裂紋這兩項功能之間，存在十分突出的矛盾，在生產中難於調和。日本住友川本正幸等在開發QSP連鑄的保護渣時，採用較高鹼度的保護渣渣取得了較好的試驗效果，但試驗的時間較短，對其適應連鑄工藝波動的能力如何未見系統報導。該渣國內一些常規連鑄板坯生產廠引進試驗，但幾乎以發生粘結和漏鋼而終止。為減少粘結同時減少裂紋，前幾年一些鋼廠保護渣鹼度已達到1.40～1.50。但是，在澆鑄包晶點鋼時裂紋還是難以消除，特別近兩三年一些厚板坯生產中發現，鑄坯表面無裂紋，但皮下5～10 mm有縱裂紋，軋制厚規格鋼板時裂紋暴露造成鋼板報廢嚴重。並且在澆鑄Nb、V、Ti 較高的包晶鋼時，鑄坯表面還出現大量微裂紋。
高鹼度保護渣凝固過程析出槍晶石，結晶能力強，可減弱彎月面區域傳熱從而有利於減少鑄坯表面縱裂紋，但過去的高鹼度渣凝固溫度也很高，造成液渣膜薄，對鑄坯的潤滑性能很差，因此容易導致粘結及漏鋼，在結晶器中下部對鑄坯表面摩擦力大（實際生產中結晶器摩擦力檢測也如此），使第二相粒子析出較多的鋼種鑄坯產生應力源，促進了微裂紋發生。
為解決該問題，利用多組分熔渣選分結晶的原理，使其在彎月面區域充分析出槍晶石，其析晶速度比過去的高鹼度渣快得多，以達到減弱傳熱的目的；而控制析晶後殘餘的液渣以酸性組分為主，析晶能力非常弱，就可獲得潤滑性能良好的玻璃性渣。
在實際研究和設計過程中，主要利用熔渣相圖資料庫對熔渣冷凝過程析晶行為進行分析，並結合試驗測試進行選擇。開發的高結晶性、高潤滑性保護渣在唐鋼薄板坯高拉速（5.0～5.5 m/min）上成功套用，解決了之前國內外保護渣導致鑄坯裂紋和粘結報警頻繁的問題；在國內多家大板坯、厚板坯上套用，解決了報警頻發和鑄坯表面及皮下縱裂紋引起的中厚板縱裂紋突出的問題。過去保護渣五大功能中潤滑與傳熱的矛盾已從理論上得到緩解。
發展中的問題
保護渣技術是連鑄技術的組成部分，因此，應始終圍繞連鑄生產需要，特別是優質高效穩定的生產需要，進行保護渣的品種開發、生產和使用。
1.保護渣理論及生產質量控制
1）進一步深入研究熔渣成分與結構穩定性的關係，特別是非矽酸鹽類保護渣在高溫熔融態和降溫及凝固過程中結構性能變化特徵。對結構問題的深入探索，有助於拓寬保護渣設計思路，增強適應連鑄品種的能力。
2）深化對保護渣燒結性能控制機制和方法的研究，特別是保護渣中炭質材料等熔速調節劑作用機制的高效發揮機制和途徑的研究，有助於極低碳w([C]) ≤15×10－6鋼保護渣的開發，同時也有利於解決現用保護渣燒結結團/渣條嚴重等引起的各類質量問題。
3）高結晶性高潤滑性無氟保護渣性能控制機制。
4）高w([Ti]) ≥1.0% ，高w([Re]) ≥0.20% ，高w([Al]) =3%～5%等鋼種多爐連澆用特殊保護渣的開發。
5）質量穩定的連鑄保護渣原材料體系構建及生產設備工藝技術。
2.保護渣的套用
1）保護渣結晶/潤滑特性的工業化現場檢測技術，結晶器專家系統中保護渣功能的準確評價方法。
2）連鑄保護渣成分性能檢驗及使用效果評價方法的規範化。
3）連鑄工藝與保護渣匹配技術知識的宣傳和推廣。
選擇和評價
由於連鑄品種和設備工藝的複雜性，目前還沒有一套較完善的保護渣選擇評價方法。從實際生產總結出以下一些共性特點，僅供參考，詳細內容可參閱有關文獻資料。
（1）根據鋼種成分，明確鋼的凝固收縮特性，鋼水成分與保護渣的反應性，相應鋼種容易出現的鑄坯缺陷，確定保護渣的組分及鹼度範圍、結晶性能控制範圍、固定碳總量（與是否需要避免增碳相關）。
（2）根據鑄坯斷面形狀、大小、拉坯速度、結晶器振動模式及參數、澆鑄溫度及結晶器液面流場情況，確定保護渣的熔化溫度和黏度。
（3）一個保護渣在投入工業化套用前，一般應經過初試、中試和擴試過程，在試驗和套用中均應監測結晶器液面狀況，不應有結團和嚴重的渣條，渣面活躍，液渣層厚度分布合理，消耗量合適；結晶器熱流密度曲線、進出水溫差、結晶器熱像圖、摩擦阻力曲線穩定，結晶器專家系統正常；鑄坯表面平整，振痕規整不出現嚴重的交錯和扭曲現象，鑄坯角部棱邊不出現振痕迭蓋現象，鑄坯表面無缺陷或輕微的缺陷無需清理；軋材無保護渣造成的缺陷。應特別注意，在使用和評價保護渣時，一定不能忽略連鑄工裝和工藝的影響，應綜合考慮。
（4）按已公布的冶金行業相應標準對保護渣進行入廠檢驗。當鋼廠檢驗設備使用頻度較低，操作人員不熟練時，往往造成檢驗誤差較大，甚至誤判，應加強對標工作。無檢測手段的企業，應不定期抽樣，委託檢驗。檢驗合格的保護渣，可進行試驗，已轉入大生產使用的保護渣在更換批次時首先應小批量（比如一個澆次或一天的使用）使用，確認其符合生產要求。在積累檢驗和使用效果的基礎上，建立各企業的保護渣系列化標準化體系。
（5）保護渣供應商的選擇常採用招標方式。要特別重視技術招標環節，充分考查供應商對鋼廠連鑄設備工藝的分析能力及保護渣匹配的技術思路。對已進入供應體系的廠商，要考查過去產品質量的穩定性及對新品和新的工藝條件的保障能力。特別要避免將保護渣視為一般普通低端材料，主要以價格標作取捨。
發展建議
首先應堅持不懈進一步加強基礎研究，在進行理論研究時，建議應充分考慮實際生產中的複雜多因素作用，避免過分孤立某些問題以追求表面文章帶來的偏頗。其次，要從人員組織上加以重視。保護渣生產企業技術研發人員一定要具有較豐富的煉鋼連鑄知識，對鑄坯質量與連鑄設備工藝和保護渣之間的內在關係應能系統把握，要避免目前大多數生產商技術服務囿於推卸責任的模式。
另外，選幾個大型鋼鐵企業或特鋼生產企業，在企業創新體系建設和評估中，促成其建立和完善保護渣系列化體系、保護渣檢測和評價、使用及管理制度、供應商準入制度等，作出規範保護渣管理和使用的榜樣。建議行業和企業整合一些保護渣生產企業，保證規模以利於加大研發投入和生產過程控制。在國內現有院所和企業已有研究基地上建立聯合研究中心，爭取人員可以流動。通過企業技術再生和國家項目等渠道投入研究經費。
總結
伴隨著中國連鑄技術的發展，保護渣技術不斷進步，在眾多研究單位和保護渣生產企業及連鑄生產廠的努力下，保護渣基本理論、生產技術、套用評價和管理方面，基本能滿足中國連鑄生產需要，從品種、質量、數量方面能實現自給自足。但是，面對鋼市場激烈的競爭，鋼鐵企業高質量新品種將不斷增加，特別是對無缺陷鑄坯生產需求的加強，對保護渣提出了更加苛刻的要求。保護渣生產中存在的產能嚴重過剩、生產集中度低、研發意識淡薄和投入低的現象急待解決。建議在行業內應加強聯合，建立研發、生產、套用方面的科學模式。
